一种新型水冷铜坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型水冷铜坩埚，该水冷铜坩埚包括坩埚本体、坩埚瓣、进水管、回水管、回水箱、主进水管、进水箱、主回水管、快换接头；其中，所述坩埚本体包括多个按圆周分布的坩埚瓣组装而成，每个坩埚瓣的缝隙内填充一定厚度的绝缘材料；本实用新型专利技术降低生产成本、降低加工难度，提高加工效率；提高悬浮效果；减轻的整体铜坩埚的质量，降低坩埚本体功率损耗，在相同熔炼重量的前提下，降低设备熔炼功率；方便后期维护和更换。在提高悬浮熔炼炉悬浮效果的基础上，降低了水冷铜坩埚的生产成本，降低了设备功率损耗，提高生产效率，增加了企业的经济效益。

A new water-cooled copper crucible

【技术实现步骤摘要】
一种新型水冷铜坩埚
本技术涉及金属或合金的冶炼设备，特别涉及一种新型水冷铜坩埚。
技术介绍
美国BMI研究所的G.H.Schippereit等人1961年发现，电磁场可进入有缝的铜坩埚，对坩埚中的炉料进行加热。之后，美国、德国、法国、前苏联等国开始研究冷坩埚感应熔炼技术。1990年第六届国际钢铁会议后，特别是近年来，冷坩埚感应熔炼技术得到了更加迅速的发展，其主要研究进展包括：(1)设备规模增大到了接近生产要求的水平；(2)除活泼金属和合金外，冷坩埚感应熔炼技术应用到了更加广泛的材料领域，如超合金和金属间化合物、高纯溅射靶材、难熔金属和合金、氧化物陶瓷和宝石、放射性材料、多晶硅等；(3)该技术逐渐与其它现代材料技术结合，发展了冷坩埚电磁连铸技术、冷坩埚定向凝固技术、用冷坩埚作为辅助装置的喷雾沉积技术和激冷技术等。在设备构成方面，其由真空系统，冷坩埚，供电系统三大部分组成。其中冷坩埚及供电系统(感应电源)是技术的核心所在。冷坩埚需要采用分瓣式，每瓣由带有独立水冷系统的紫铜制造，坩埚内腔形状决定了所熔化物料的悬浮效果，特殊的水路设计防止在超高温下坩埚的损毁，适宜的壁厚最小化吸收电源功率，并确保使用安全；电源适当的频率决定了物料的悬浮效果及熔化效率，并确保真空下安全熔炼。目前由于受到设备容量的限制，该设备在工业生产当中应用还比较少，应用主要集中在大专院校以及科研院所的实验室里。所受限制主要在于水冷铜坩埚的加工以及冷却问题。1、水冷铜坩埚的加工主要采用锻造的无氧铜铜锭或厚壁铜管，在加工过程中，由于锻造的铜锭很难保证内部没有裂纹，如果加工过程中遇到裂纹则整个铜锭都报废了，本专利技术铜坩埚壁与铜坩埚底是一体的，因此，不适合采用厚壁铜管。2、水冷铜坩埚的冷却需要克服铜坩埚本体在感应磁场中自身所消耗的功率以及所熔材料的热传导及热辐射，因此我们有必要研究新型水冷铜坩埚，目的是降低铜坩埚本体所消耗的功率，进而达到降低设备总功率或在相同的功率条件下熔炼更多的材料。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本技术要解决的技术问题是提供一种成本低、加工效率高、悬浮效果好的新型水冷铜坩埚。本技术通过以下技术方案来实现：一种新型水冷铜坩埚，该水冷铜坩埚包括坩埚本体9、坩埚瓣8、进水管7、回水管6、回水箱5、主进水管4、进水箱3、主回水管2、快换接头1；其中，所述坩埚本体9包括多个按圆周分布的坩埚瓣8组装而成，每个坩埚瓣8的缝隙内填充一定厚度的绝缘材料；所述主回水管2与回水箱5相通，主回水管2下端与快换接头1焊接，上端与进水箱3焊接；所述主进水管4与进水箱3相通，主进水管4下端与快换接头1焊接，上端与进水箱3底部焊接；所述回水管6下端与回水箱5焊接，且与回水箱5相通，回水管6上端与坩埚瓣8内部管路连通；所述进水管7下端与回水箱5上下两端焊接，进水管7与进水箱3连通，进水管7上端与坩埚瓣8焊接并与坩埚瓣8内部管路连通。所述坩埚瓣8均为单独加工，数量为可根据需要设定。所述坩埚本体9材质为无氧铜铜块或厚壁铜管。所述坩埚瓣8的每瓣截面积比现有技术减少。铜坩埚本身采用无氧铜铜块代替铜锭或厚壁铜管，每瓣坩埚瓣都是单独加工的，然后整体组装再整体加工内部形状,根据坩埚容量的不同，每个坩埚分瓣的数量也不相同，整体坩埚是由单独加工的坩埚瓣组装而成，由于坩埚瓣每瓣之间需要放置一定厚度的绝缘材料，因此坩埚瓣的加工允许存在一定的误差。在加工过程中我们会多加工几瓣，以便后期如有任何一瓣出现损坏，可以快速更换维护，这样既降低了成本又提高了生产效率；通过计算和试验，分析铜坩埚本体消耗的功率与铜坩埚的自身重量以及每瓣截面积有很大关系，因此本专利技术降低铜坩埚本体功率损耗主要是通过设计新型铜坩埚的结构来降低铜坩埚的重量和每瓣截面积，如图：我们在保留了安全的壁厚结构的前提下，去掉了多余的部分，这样不但降低铜坩埚的自身重量同时也减小了每瓣的截面积，达到了降低铜坩埚产生的感应电流，最终降低了铜坩埚本体消耗的功率的目的。本技术优点：1、降低生产成本；2、降低加工难度，提高加工效率；3、提高悬浮效果；4、减轻的整体铜坩埚的质量，降低坩埚本体功率损耗，在相同熔炼重量的前提下，降低设备熔炼功率。5、方便后期维护和更换。在提高悬浮熔炼炉悬浮效果的基础上，降低了水冷铜坩埚的生产成本，降低了设备功率损耗，提高生产效率，增加了企业的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1：新型水冷铜坩埚整体结构示意图；图2：新型水冷铜坩埚部分剖切图；图3：现有技术铜坩埚结构示意图；图4：新型水冷铜坩埚坩埚瓣示意图；图5：新型铜坩埚设计组装图；其中，快换接头1、主回水管2、进水箱3、主进水管4、回水箱5、回水管6、进水管7、坩埚瓣8、坩埚本体9。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1新型水冷铜坩埚的整体结构示意图如图1所示，新型水冷铜坩埚包括坩埚本体9、坩埚瓣8、进水管7、回水管6、回水箱5、主进水管4、进水箱3、主回水管2、快换接头1；其中，所述坩埚本体9包括多个按圆周分布的坩埚瓣8组装而成，每个坩埚瓣8的缝隙内填充一定厚度的绝缘材料，新型铜坩埚设计组装图如图5所示；新型水冷铜坩埚部分剖切图如图2所示，所述主回水管2与回水箱5相通，主回水管2下端与快换接头1焊接，上端与进水箱3焊接；所述主进水管4与进水箱3相通，主进水管4下端与快换接头1焊接，上端与进水箱3底部焊接；所述回水管6下端与回水箱5焊接，且与回水箱5相通，回水管6上端与坩埚瓣8内部管路连通；所述进水管7下端与回水箱5上下两端焊接，进水管7与进水箱3连通，进水管7上端与坩埚瓣8焊接并与坩埚瓣8内部管路连通。本技术的结构设计相对于现有铜坩埚设计新颖，现有铜坩埚设计如图3所示。所述坩埚本体(9)材质为无氧铜铜块或厚壁铜管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型水冷铜坩埚，其特征在于：该水冷铜坩埚包括坩埚本体(9)、坩埚瓣(8)、进水管(7)、回水管(6)、回水箱(5)、主进水管(4)、进水箱(3)、主回水管(2)、快换接头(1)；/n其中，所述坩埚本体(9)包括多个按圆周分布的坩埚瓣(8)组装而成，每个坩埚瓣(8)的缝隙内填充一定厚度的绝缘材料；所述主回水管(2)与回水箱(5)相通，主回水管(2)下端与快换接头(1)焊接，上端与进水箱(3)焊接；所述主进水管(4)与进水箱(3)相通，主进水管(4)下端与快换接头(1)焊接，上端与进水箱(3)底部焊接；所述回水管(6)下端与回水箱(5)焊接，且与回水箱(5)相通，回水管(6)上端与坩埚瓣(8)内部管路连通；所述进水管(7)下端与回水箱(5)上下两端焊接，进水管(7)与进水箱(3)连通，进水管(7)上端与坩埚瓣(8)焊接并与坩埚瓣(8)内部管路连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型水冷铜坩埚，其特征在于：该水冷铜坩埚包括坩埚本体(9)、坩埚瓣(8)、进水管(7)、回水管(6)、回水箱(5)、主进水管(4)、进水箱(3)、主回水管(2)、快换接头(1)；
其中，所述坩埚本体(9)包括多个按圆周分布的坩埚瓣(8)组装而成，每个坩埚瓣(8)的缝隙内填充一定厚度的绝缘材料；所述主回水管(2)与回水箱(5)相通，主回水管(2)下端与快换接头(1)焊接，上端与进水箱(3)焊接；所述主进水管(4)与进水箱(3)相...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永亮，严增男，张鹏程，刘新峰，
申请(专利权)人：沈阳铸造研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21